الطيف الذرى( تفسيره ــ طريقة الحصول عليه ــ خصائصه ــ أهميته )
الطيف الذرى " طيف الانبعاث " " الطيف الخطى " :
هو عبارة عن ضوء عند فحصه بالمطياف نجده مكونا من عدد محدود من الخطوط الملونة.
أو هو المفتاح الذى حل لغز تركيب الذرة .
أو صفة اساسية و مميزة لأى عنصر .
الحصول على طيف الانبعاث (الطيف الخطى):
يتم الحصول عليه بتسخين ذرات العناصر و هى فى الحالة البخارية او الغازية إلى درجات حرارة عالية و تعريضها الى ضغط منخفض أو بإمرار شرارة كهربية ينبعث منها اشعاع ( طيف ) يظهر عند فحصه بالطياف انه يتكون من عدد محدود من خطوط ملونه تفصل بينها مسافات معتمة .
1. بدراسة الطيف الخطى لأشعة الشمس وجود أنها تتكون أساساً من الهيليوم والهيدروجين .
2. بدراسة طيف الانبعاث الخطى لذرات الهيدروجين تمكن بور من وضع نموذجه الذرى الذى استحق عليه جائزة نوبل .
س : علل : الطيف الخطى صفة أساسية و مميزة لكل عنصر ؟؟.
ج : لأن لكل عنصر طيف خطى له طول موجى وتردد خاص به .
س : علل : يسمى الطيف الخطى بهذا الإسم ؟؟.
ج : لوجود مسافات فاصله بين كل خط و اخر .
7 ـ نموذج بور فروض النظرية:-
[أ] استخدم بور بعض فروض رذرفورد:-
(1) النواة موجبة الشحنة توجد فى مركز الذرة.
(2) الذرة متعادلة كهربياً.
(3) أثناء دوران الإلكترون حول النواة يتأثربقوتين هما قوة جذب مركزية وقوة طرد مركزية .
[ب] وأضاف بور الفروض التالية:-
(1) تدور الإلكترونات حول النواة بسرعة كبيرة دون أن تفقد أو تكتسب طاقة.
(2) تدور الإلكترونات حول النواة فى مستويات الطاقة المحددة و الثابتة و تعتبر الفراغات بين المستويات منطقة محرمة على الألكترون.
(3) لكل مستوى طاقة معينة تتوقف على بعده عن النواة و يعبر عنها بعدد صحيح يسمى عدد الكم الرئيسى ( n )
(4) فى الحالة المستقرة يبقى الإلكترون فى أقل مستويات الطاقة المتاحة حتى :
إذا اكتسب الإلكترون قدراً معيناً من الطاقة ((يسمى كوانتم أو كم)) بواسطة التسخين أو التفريغ الكهربى تصبح الذرة مثارة وينتقل الإلكترون مؤقتاً إلى مستوى طاقة أعلى يتوقف على مقدار الكم المكتسب.
الإلكترون فى المستوى الأعلى فى وضع غير مستقر و لكى يعود إلى مستواه الأصلى, لابد ان يفقد نفس الكم الذى اكتسبه على هيئة طيف خطى مميز.
(5) تمتص كثير من الذرات كمات مختلفة من الطاقة فى نفس الوقت الذى تشع فيه الكثير من الذرات كمات أخرى من الطاقة ولذلك تنتج خطوط طيفية تدل على مستويات الطاقة التى تنتقل الإلكترونات خلالها. (تفسير خطوط طيف ذرة الهيدروجين)
مزايا نموذج بور
1. فسر الطيف الخطى لذرة الهيدروجين تفسيراً صحيحاً .
2. أول من ادخل فكرة الكم فى تحديد طاقة المستويات .
عيوب نموذج بور:-
(1) فشل فى تفسير طيف لأى عنصر آخر غير الهيدروجين .
(2) اعتبر الإلكترون جسيم مادى سالب اهمل خواصه الموجية.
(3) افترض أنه يمكن تعيين مكان وسرعة الإلكترون معا فى نفس الوقت وبدقة وهذا
يستحيل عملياً .
(4) بينت معادلات نظرية ”بور“ أن الإلكترون عبارة عن جسيم يتحرك فى مدار دائرى أى
أن الذرة مسطحة ، وقد ثبت أن الذرة لها الاتجاهات الفراغية الثلاثة .
ملاحظات :-
(1) الكم ”الكوانتم“:-
هو مقدار الطاقة المكتسبة أو المنطلقة عندما ينتقل إلكترون من مستوى طاقة إلى مستوى طاقة آخر .
تزداد طاقة المستويات كلما ابتعدنا عن النواة .
الفرق فى الطاقة بين المستويات غير متساوى و لكنه يقل كلما ابتعدنا عن النواة .
الكم اللازم لنقل الإلكترون بين المستويات غير متساوى و لكنه يقل كلما ابتعدنا عن النواة .
الكم عدد صحيح و لا يساوى صفرا او كسراً و هو لا يجمع
(2) الذرة المثارة :-
هى ذرة اكتسبت كما من الطاقة يكفى لنقل الإلكترون من مستوى طاقة أقل الى مستوى طاقة أعلى .
س : علل : الكم اللازم لنقل الإلكترون بين مستويات الطاقة غير متساوى ويقل كلما ابتعدنا عن النواة ؟؟.
ج : لأن الفرق فى الطاقة بين المستويات غير متساوى و يقل كلما ابتعدنا عن النواة .
س : علل : يستحيل عمليا تحديد مكان وسرعة الإلكترون معا بدقة فى وقت واحد ؟؟.
ج : لأن الجهاز المستخدم سوف يغير من مكانه أو سرعته مما يشكك فى دقة النتائج .
8 ـ النظرية الذرية الحديثة : فروض النظرية الذرية الحديثة
(1) الطبيعة المزدوجة للإلكترون .
(2) مبدأ عدم التأكد (هايزنبرج) .
(3) النظرية الميكانيكية الموجية(شرودنجر) .
الطبيعة المزدوجة للإلكترون تعنى أن الإلكترون جسيم مادى له خواص موجية .
مبدأ عدم التأكد (هايزنبرج) : توصل هايزنبرج باستخدام ميكانيكا الكم إلى مبدأ مهم هو انه
" يستحيل عملياً تحديد مكان وسرعة الإلكترون معاً فى وقت واحد بدقة وإنما التحدث بلغة الاحتمالات هو الأقرب إلى الصواب " .
النظرية الميكانيكة الموجية للذرة (شرودنجر) : ـ
هى المعادلة المناسبة التى تصف الحركة الموجية للإلكترون و تحدد أشكالها و طاقتها .
لاحظ : تمكن شرودنجر من وضع المعادلة الموجية بالإستعانة بأفكار :
" بلانك " و " اينشتين " و " دى براولى " و "هايزنبرج "
(1) إيجاد مستويات الطاقة المسموح بها و تحديد مناطق الفراغ حول النواة التى يزيد فيها احتمال تواجد الإلكترونات فى مستويات الطاقة .
(2) الحصول على اربعة اعداد سميت اعداد الكم .
قارن بين المدار بمفهوم بور و الأوربيتال بمفهوم شرودنجر :
المدار بمفهوم " ( بور ) الأوربيتا ل بمفهوم النظرية الميكانيكية الموجية للذرة ( شرودنجر)
- هو مسار دائرى و همى ثابت يدرو فيه الإلكترون حول النواة .
- المناطق بين المدارات منطقة محرمة على الألكترونات مناطق داخل السحابة الإلكترونية يزداد فيها احتمال تواجد الإلكترون .
الطيف الذرى " طيف الانبعاث " " الطيف الخطى " :
هو عبارة عن ضوء عند فحصه بالمطياف نجده مكونا من عدد محدود من الخطوط الملونة.
أو هو المفتاح الذى حل لغز تركيب الذرة .
أو صفة اساسية و مميزة لأى عنصر .
الحصول على طيف الانبعاث (الطيف الخطى):
يتم الحصول عليه بتسخين ذرات العناصر و هى فى الحالة البخارية او الغازية إلى درجات حرارة عالية و تعريضها الى ضغط منخفض أو بإمرار شرارة كهربية ينبعث منها اشعاع ( طيف ) يظهر عند فحصه بالطياف انه يتكون من عدد محدود من خطوط ملونه تفصل بينها مسافات معتمة .
1. بدراسة الطيف الخطى لأشعة الشمس وجود أنها تتكون أساساً من الهيليوم والهيدروجين .
2. بدراسة طيف الانبعاث الخطى لذرات الهيدروجين تمكن بور من وضع نموذجه الذرى الذى استحق عليه جائزة نوبل .
س : علل : الطيف الخطى صفة أساسية و مميزة لكل عنصر ؟؟.
ج : لأن لكل عنصر طيف خطى له طول موجى وتردد خاص به .
س : علل : يسمى الطيف الخطى بهذا الإسم ؟؟.
ج : لوجود مسافات فاصله بين كل خط و اخر .
7 ـ نموذج بور فروض النظرية:-
[أ] استخدم بور بعض فروض رذرفورد:-
(1) النواة موجبة الشحنة توجد فى مركز الذرة.
(2) الذرة متعادلة كهربياً.
(3) أثناء دوران الإلكترون حول النواة يتأثربقوتين هما قوة جذب مركزية وقوة طرد مركزية .
[ب] وأضاف بور الفروض التالية:-
(1) تدور الإلكترونات حول النواة بسرعة كبيرة دون أن تفقد أو تكتسب طاقة.
(2) تدور الإلكترونات حول النواة فى مستويات الطاقة المحددة و الثابتة و تعتبر الفراغات بين المستويات منطقة محرمة على الألكترون.
(3) لكل مستوى طاقة معينة تتوقف على بعده عن النواة و يعبر عنها بعدد صحيح يسمى عدد الكم الرئيسى ( n )
(4) فى الحالة المستقرة يبقى الإلكترون فى أقل مستويات الطاقة المتاحة حتى :
إذا اكتسب الإلكترون قدراً معيناً من الطاقة ((يسمى كوانتم أو كم)) بواسطة التسخين أو التفريغ الكهربى تصبح الذرة مثارة وينتقل الإلكترون مؤقتاً إلى مستوى طاقة أعلى يتوقف على مقدار الكم المكتسب.
الإلكترون فى المستوى الأعلى فى وضع غير مستقر و لكى يعود إلى مستواه الأصلى, لابد ان يفقد نفس الكم الذى اكتسبه على هيئة طيف خطى مميز.
(5) تمتص كثير من الذرات كمات مختلفة من الطاقة فى نفس الوقت الذى تشع فيه الكثير من الذرات كمات أخرى من الطاقة ولذلك تنتج خطوط طيفية تدل على مستويات الطاقة التى تنتقل الإلكترونات خلالها. (تفسير خطوط طيف ذرة الهيدروجين)
مزايا نموذج بور
1. فسر الطيف الخطى لذرة الهيدروجين تفسيراً صحيحاً .
2. أول من ادخل فكرة الكم فى تحديد طاقة المستويات .
عيوب نموذج بور:-
(1) فشل فى تفسير طيف لأى عنصر آخر غير الهيدروجين .
(2) اعتبر الإلكترون جسيم مادى سالب اهمل خواصه الموجية.
(3) افترض أنه يمكن تعيين مكان وسرعة الإلكترون معا فى نفس الوقت وبدقة وهذا
يستحيل عملياً .
(4) بينت معادلات نظرية ”بور“ أن الإلكترون عبارة عن جسيم يتحرك فى مدار دائرى أى
أن الذرة مسطحة ، وقد ثبت أن الذرة لها الاتجاهات الفراغية الثلاثة .
ملاحظات :-
(1) الكم ”الكوانتم“:-
هو مقدار الطاقة المكتسبة أو المنطلقة عندما ينتقل إلكترون من مستوى طاقة إلى مستوى طاقة آخر .
تزداد طاقة المستويات كلما ابتعدنا عن النواة .
الفرق فى الطاقة بين المستويات غير متساوى و لكنه يقل كلما ابتعدنا عن النواة .
الكم اللازم لنقل الإلكترون بين المستويات غير متساوى و لكنه يقل كلما ابتعدنا عن النواة .
الكم عدد صحيح و لا يساوى صفرا او كسراً و هو لا يجمع
(2) الذرة المثارة :-
هى ذرة اكتسبت كما من الطاقة يكفى لنقل الإلكترون من مستوى طاقة أقل الى مستوى طاقة أعلى .
س : علل : الكم اللازم لنقل الإلكترون بين مستويات الطاقة غير متساوى ويقل كلما ابتعدنا عن النواة ؟؟.
ج : لأن الفرق فى الطاقة بين المستويات غير متساوى و يقل كلما ابتعدنا عن النواة .
س : علل : يستحيل عمليا تحديد مكان وسرعة الإلكترون معا بدقة فى وقت واحد ؟؟.
ج : لأن الجهاز المستخدم سوف يغير من مكانه أو سرعته مما يشكك فى دقة النتائج .
8 ـ النظرية الذرية الحديثة : فروض النظرية الذرية الحديثة
(1) الطبيعة المزدوجة للإلكترون .
(2) مبدأ عدم التأكد (هايزنبرج) .
(3) النظرية الميكانيكية الموجية(شرودنجر) .
الطبيعة المزدوجة للإلكترون تعنى أن الإلكترون جسيم مادى له خواص موجية .
مبدأ عدم التأكد (هايزنبرج) : توصل هايزنبرج باستخدام ميكانيكا الكم إلى مبدأ مهم هو انه
" يستحيل عملياً تحديد مكان وسرعة الإلكترون معاً فى وقت واحد بدقة وإنما التحدث بلغة الاحتمالات هو الأقرب إلى الصواب " .
النظرية الميكانيكة الموجية للذرة (شرودنجر) : ـ
هى المعادلة المناسبة التى تصف الحركة الموجية للإلكترون و تحدد أشكالها و طاقتها .
لاحظ : تمكن شرودنجر من وضع المعادلة الموجية بالإستعانة بأفكار :
" بلانك " و " اينشتين " و " دى براولى " و "هايزنبرج "
(1) إيجاد مستويات الطاقة المسموح بها و تحديد مناطق الفراغ حول النواة التى يزيد فيها احتمال تواجد الإلكترونات فى مستويات الطاقة .
(2) الحصول على اربعة اعداد سميت اعداد الكم .
قارن بين المدار بمفهوم بور و الأوربيتال بمفهوم شرودنجر :
المدار بمفهوم " ( بور ) الأوربيتا ل بمفهوم النظرية الميكانيكية الموجية للذرة ( شرودنجر)
- هو مسار دائرى و همى ثابت يدرو فيه الإلكترون حول النواة .
- المناطق بين المدارات منطقة محرمة على الألكترونات مناطق داخل السحابة الإلكترونية يزداد فيها احتمال تواجد الإلكترون .
